친환경 기술 속도내는 현대重그룹…“탄소중립 정조준”

선박용 액화수소 연료탱크 개발 돌입…수소선박 국제표준 개발 나서

암모니아 추진선·대형 액화이산화탄소운반선 개발도 ‘착착’

현대중그룹이 개발중인 액화수소운반선의 개념도.ⓒ현대중공업그룹

현대중공업그룹이 '2050 탄소중립' 실현을 위해 암모니아와 수소 등을 활용한 친환경 선박 기술 개발에 속도를 내고 있다. 선박 연료와 배출가스 등에 관한 규제 수위가 높아지며 친환경 연료 추진선·운반선 수요가 증가할 것으로 예상되면서다.

24일 업계에 따르면 그룹 조선 계열사 한국조선해양, 현대중공업, 현대미포조선은 관련 기술 기본인증과 선박 시범 제작에 나서는 등 시장 선점을 위한 활발한 움직임을 보이고 있다.

한국조선해양, 수소 선박 핵심기술 개발 돌입

선박 연료 종류별 비교. ⓒ한화투자증권 리서치센터

그룹 중간 지주사 한국조선해양은 이달 초 수소 선박 핵심기술인 ‘선박용 액화수소 연료탱크’ 개발에 돌입했다. 올해 하반기까지 참여사들과 소형 선박용 액화수소 연료탱크를 시범 제작하고, 테스트 과정을 거쳐 향후 대형 선박용까지 확대 개발해 나간다는 계획이다.

수소는 수요 증가가 예상되는 미래 청정에너지원으로 꼽히지만, 이를 선박으로 장거리 운송하기 위해서는 액화수소 형태로 저장해야 한다. 부피를 800분의 1로 줄여 대량운송이 가능하고 안전성을 높일 수 있기 때문이다. 또한 LNG(액화천연가스)보다 100도가량 낮은 영하 253도의 극저온에서 액화되며 온도 변화에 쉽게 기화되는 특징이 있어, 이를 안정적으로 보존하는 첨단 극저온 기술이 필요하다.

한국조선해양은 가스선 및 가스추진선 개발‧건조 경험을 활용, 액화수소 탱크의 설계 및 선급 승인을 추진한다. 특히, 탱크 설계는 진공‧단열 성능을 높여 수소의 자연 기화를 최소화하기 위해 이중 구조로 수행할 예정이다.

조선업계에서는 2030년부터 전 세계 수소 분야 투자가 증가하며 액화수소의 해상 운송도 본격화 될 것으로 전망하고 있다. 한국조선해양은 지난해 세계 최초로 상업용 액화수소운반선에 대한 선급 기본인증을 획득했으며, 지난 3월에는 수소선박 국제표준 개발에도 나서는 등 수소 선박 상용화를 통한 시장 선점에 속도를 내고 있다.

한국조선해양 관계자는 “수소선박 기술력은 향후 다가올 탄소중립 시대 현대중공업그룹의 핵심 경쟁력이 될 것”이라고 밝혔다.

암모니아 추진선·대형 액화이산화탄소운반선 개발 순항

현대중공업그룹이 업계 최초로 친환경 암모니아 연료공급시스템에 대한 개념설계 기본인증을 획득했다.(사진은 2일 부산 한국생산기술연구원 동남본부에서 열린 인증식 장면).ⓒ현대중공업그룹

현대중공업은 한국조선해양과 암모니아 연료 추진을 위한 핵심기술인 연료공급시스템 개발에 성공하며, ‘온실가스 제로’ 암모니아 추진선의 상용화에 나섰다. 이들 두 업체는 이달 초 업계 최초로 친환경 암모니아 연료공급시스템에 대한 개념설계 기본인증(AIP)을 한국선급(KR)으로부터 획득했다.

기본인증은 선박 기본설계의 기술적 적합성을 검증하는 단계로, 해당 선박과 기술에 대해 공식 인증을 받는 절차다.

이번에 개발한 연료공급시스템은 항해 중에 자연 발생하는 암모니아 증발가스를 활용해 배기가스 내 질소산화물을 제거하고, 잔여 증발가스는 엔진 연료로 사용하는 고효율 친환경 설비다. 이 시스템에는 해상 안전을 최고 수준으로 지키기 위해 극소량의 암모니아도 외부 유출 없이 완전 차단할 수 있는 이중누출방지 가스처리시스템도 갖추고 있다.

암모니아는 연소 시 이산화탄소를 전혀 배출하지 않는 차세대 친환경 연료다. 이를 활용한 암모니아 추진선은 이산화탄소 배출량을 70%까지 저감해야 하는 국제해사기구의 환경규제 IMO 2050을 충족시킬 수 있다.

다만, 분자 구조상(NH3) 질소(N)를 포함하고 있어 유해물질인 질소산화물(NOx)이 배출된다는 점이 극복해야 할 과제였다. 현대중공업그룹은 이번에 개발한 시스템을 통해 암모니아 추진선에서 배출되는 질소산화물을 크게 저감, IMO 규제(티어3)를 충족할 수 있게 됐다.

이산화탄소 포집 및 저장기술 개념도.ⓒ현대중공업그룹

현대미포조선은 대형 액화이산화탄소 운반선을 공동 개발한다. 액화이산화탄소 운반선은 에너지 생산 과정에서 발생한 이산화탄소가 공기 중에 퍼지지 못하도록 따로 모아 해저 지중에 저장하는 과정에서 필요한 선박이다.

지난달 현대미포조선은 포스코와 한국조선해양, 로이드선급과 액화이산화탄소 운반선 공동기술개발 업무협약을 체결했다. 현대미포조선과 한국조선해양은 운반선의 설계와 건조에 필요한 용접 기술 등을 개발한다.

현대중공업그룹은 탄소중립 실현을 위한 이산화탄소의 포집과 활용, 저장(CCUS) 관련 기술 수요가 증가하며 성장이 예상되는 액화이산화탄소운반선 시장을 선점하겠다는 계획이다. 글로벌 시장조사기관 인더스트리아크는 CCUS 시장 규모가 올해부터 연평균 29.2% 성장해 2026년 253억 달러에 이를 것으로 전망했다.

현대중공업그룹 관계자는 “해상 환경규제가 강화되며 선박 분야 기술 트렌드도 급변하고 있다”며 “CO2‧암모니아‧수소 등 해상 모빌리티 분야 친환경 기술 패러다임을 이끌어 나갈 것”이라고 밝혔다.